用於燃料電池電極催化劑的納米結構金屬－碳複合物及其製備方法
2023-06-10 02:59:26 1
專利名稱：用於燃料電池電極催化劑的納米結構金屬－碳複合物及其製備方法
技術領域：
本發明主要涉及用於燃料電池電極催化劑的納米結構金屬-碳複合物及其製備方法，更具體地，本發明涉及納米結構金屬-碳複合物，其具有作為燃料電池電極材料的優良的電化學催化劑特性；本發明還涉及製備金屬-碳複合物的方法，該複合物是通過在納米模板中連續浸漬金屬前體和碳前體，並使它們反應而得到的。
背景技術：
燃料電池是通過電化學反應直接將燃料的化學能轉化為電能的發電機，其優點在於，與任何其它發電機如柴油發電機和蒸汽渦輪發電機相比，燃料電池具有更高的發電效率，且造成較少的有害廢氣問題。這些燃料電池的使用是有效處理國際環境規章如氣候變化公約(Convention on Climatic Change)的解決方案，而且預計燃料電池將成為資源稀缺國家如韓國的替代能源來源。
通常，浸漬於無定形碳中的催化劑被廣泛用作燃料電池的電極材料，該催化劑具有Pt或以Pt為主要元素的合金。但是，隨著在電極材料中浸漬的金屬量增加，金屬晶體的大小也隨之增加。
同時，為提高貴金屬如鉑的可應用性，製備具有大的比表面積的碳，然後將各種金屬引入碳中。例如，當在使用二氧化矽納米模板獲得的中孔碳內浸漬鉑時，該中孔碳具有1000m2/g的高比表面積。因此，與在市售Vulcan-XC碳內的鉑相比，在中孔碳內的鉑具有明顯更小的晶體尺寸。但是，通過常規方法不能將鉑浸漬於中孔碳所包括的不大於1納米的微孔中。而且，這些微孔損害氫陽離子的表面傳遞特性。另外，電極變厚增加了內阻。
發明詳述本發明提供了用於燃料電池電極催化劑的金屬-碳複合物，其中金屬在納米結構的中孔碳內和碳進行化學結合。
本發明提供了製備用於燃料電池電極催化劑的納米結構金屬-碳複合物的方法，包括如下步驟(a)製備納米模板；(b)將納米模板添加到金屬前體溶液中，以在納米模板中浸漬金屬，並使納米模板脫水；(c)將金屬浸漬的納米模板添加到碳前體溶液中，並使它們均勻混合；(d)使所得混合物在高溫下反應；(e)將所得反應混合物碳化；和(f)從所得碳化混合物中除去納米模板。
在本發明的方法中，在步驟(a)中納米模板的材料選自二氧化矽、氧化鋁或它們的混合物，優選為二氧化矽。
步驟(a)包括製造和煅燒納米模板的步驟。
在本發明的納米結構金屬-碳複合物中，對金屬-碳複合物中所包括的金屬沒有具體限定，該金屬選自Pt、Ru、Cu、Ni、Mn、Co、W、Fe、Ir、Rh、Ag、Au、Os、Cr、Mo、V、Pd、Ti、Zr、Zn、B、Al、Ga、Sn、Pb、Sb、Se、Te、Cs、Rb、Mg、Sr、Ce、Pr、Nd、Sm、Re和它們的混合物。此外，金屬前體選自(NH3)4Pt(NO3)2、(NH3)6RuCl3、CuCl2、Ni(NO3)2、MnCl2，、CoCl2、(NH4)6W12O39、FeCl2、(NH4)3IrCl6、(NH4)3RhCl6、AgCl、NH4AuCl4、NH4OsCl6、CrCl2、MoCl5、VCl3、Pd(NO3)2、TiCl4、ZrCl4、ZnCl2、BCl3、AlCl3、Ga2Cl4、SnCl4、PbCl2、SbCl3、SeCl4、TeCl4、CsCl、RbCl、MgCl2、SrCl2、CeCl3、PrCl3、NdCl3、SmCl3和ReCl3。
這裡，該金屬-碳複合物包括其中的單種金屬、或兩種或更多種金屬。當金屬-碳複合物包括兩種或更多種金屬時，可通過調節反應條件，以合金類型或以分散混合類型浸漬金屬。例如，可使用(NH3)4Pt(NO3)2和(NH3)6RuCl3分別作為鉑和釕的前體，在納米模板中浸漬分散混合的鉑和釕或浸漬Pt-Ru合金。
如上所述，可浸漬上述金屬中的一種金屬、或其中兩種或更多種金屬的複合物，兩種或更多種金屬的複合物優選包括鉑。
浸漬步驟是促使金屬前體滲透進入納米模板的過程，該過程通過在金屬前體溶液中將納米模板浸漬預定時間，並將所得混合物真空脫水來進行。
在步驟(c)中，將碳前體添加到金屬前體浸漬的納米模板中並使它們均勻混合。這裡，碳前體選自糠醇、葡萄糖和蔗糖。更優選地，使用蔗糖以得到優良的碳納米陣列。
除了上述化合物之外，碳前體選自含苯環的醇化合物如苯酚，含烯基的極性化合物如丙烯腈，和α烯烴化合物如丙烯。
在步驟(d)和(e)中，浸漬於納米模板中的金屬和碳前體反應，並通過連續真空加熱而碳化，以得到金屬和碳的鍵不大於1納米的新型複合物。
這裡，步驟(d)在60℃至350℃的溫度範圍內進行，步驟(e)在800℃至1000℃的溫度範圍內進行。
在步驟(f)中，使用HF水溶液從所得碳化混合物中除去納米模板，然後洗滌該納米模板以得到本發明的納米結構金屬-碳複合物。
在通過上述方法製造的金屬-碳複合物中，以該金屬-碳複合物的總重為基準，金屬的含量範圍為1wt％至95wt％，碳的含量範圍為5wt％至99wt％。更優選地，以該金屬-碳複合物的總重為基準，金屬的含量範圍為4wt％至36wt％，碳的含量範圍為64wt％至96wt％。
當本發明金屬-碳複合物中所用的金屬包括鉑作為第一元素，並包括其它金屬作為第二元素時，該第二元素金屬選自Ru、Cu、Ni、Mn、Co、W、Fe、Ir、Rh、Ag、Au、Os、Cr、Mo、V、Pd、Ti、Zr、Zn、B、Al、Ga、Sn、Pb、Sb、Se、Te、Cs、Rb、Mg、Sr、Ce、Pr、Nd、Sm、Re和它們的混合物。這裡，優選第二元素金屬∶Pt的原子比為4∶96～75∶25。當金屬-碳複合物包括上述原子比的兩種或更多種金屬時，已證實作為燃料電池催化劑的金屬-碳複合物的性能變得更優良。
在本發明中，將碳前體和金屬前體同時引入到納米模板中，並在高溫真空氣氛中熱處理，從而使碳前體碳化並使金屬還原。因此，不大於1納米的金屬可容易地存在於微孔中，並且金屬和碳可以化學方式形成共價鍵，從而可引發所吸附氫氣的溢出(spill-over)特性。因為氫氣的溢出特性對於增加燃料電池的電極反應速率非常重要，所以應用本發明的金屬-碳複合物可提高燃料電池的電極反應速率。
此外，本發明的一個實施方案中的金屬-碳複合物可包括碳與各種金屬的化學鍵。另外，當用含鉑的兩種或更多種金屬的前體製備複合物時，可獲得具有多種性能的合金或金屬混合物。因此，可製備合金-碳複合物或金屬混合物-碳複合物，其降低了鉑的量並增加了燃料電池電極催化劑的活性。
上述本發明的金屬-碳複合物可用於燃料電池的電極，具體地可用於陰極催化劑。本發明的金屬-碳複合物在燃料電池的電極反應中顯示優良的催化劑活性，這一特點可在後面的實施方案中得到證實。
雖然本發明的金屬-碳複合物可用作任何以氫氣或烴為燃料的燃料電池的電極催化劑，但是該金屬-碳複合物可特別用作直接甲醇燃料電池(DMFC)的電極催化劑。
降低直接甲醇燃料電池性能的一個主要因素是甲醇滲透(cross-over)，其中甲醇滲透到電解質中以引起陰極的去極化現象。因此，要求陰極的電極材料具有對氧氣的優良還原反應特性、和對甲醇幾乎沒有氧化反應的特性。這裡，與任何常規的電極催化劑相比，已證實本發明的金屬-碳複合物的上述特性有顯著提高。
附圖簡述
圖1是從實施例2得到的納米結構金屬-碳複合物的TEM觀察結果。
圖2是從實施例2得到的納米結構金屬-碳複合物的XRD分析結果。
圖3是從實施例2得到的納米結構金屬-碳複合物的孔結構分析結果。
圖4是從實施例2得到的納米結構金屬-碳複合物的EXAFS分析結果。
圖5是從實施例3得到的納米結構的鉑-碳複合物的氧氣還原反應特性結果。
圖6是市售燃料電池催化劑(Electrochem Co.，Ltd.20wt％Pt/C)的氧氣還原反應特性結果。
圖7是電極-電解質接合體(joint)的直接甲醇燃料電池的性能比較和評價結果(使用2M甲醇燃料)，該電極-電解質接合體使用從實施例2得到的納米結構鉑-碳複合物和市售燃料電池催化劑(Electrochem Co.，Ltd.20wt％Pt/C)。
圖8是電極-電解質接合體的直接甲醇燃料電池的性能比較和評價結果(使用4M甲醇燃料)，該電極-電解質接合體使用從實施例2得到的納米結構鉑-碳複合物和市售燃料電池催化劑(Electrochem Co.，Ltd.20wt％Pt/C)。
優選實施方案實施例1A.納米模板的製備(SBA-15)在室溫下將預熱的1.6M鹽酸溶液(380mL)和BASF Co.，Ltd.製造的表面活性劑Pluronic P123(10g)攪拌混合。然後將原矽酸四乙酯(縮寫為「TEOS」)(22g)添加到所得混合物中並攪拌。之後，在80℃聚合TEOS，除去表面活性劑，從而得到SBA-15作為納米模板。
B.使用納米模板製備納米結構Pt-C複合物在將從製備方法A得到的納米模板(SBA-15)於300℃煅燒後，將Pt前體溶液添加到納米模板中，以浸漬以1g納米模板為基準的30wt％Pt。用真空乾燥器將所得混合物脫水，以在納米模板中浸漬Pt。這裡，使用(NH3)4Pt(NO3)2作為Pt前體。在浸漬過程中，將納米模板添加到Pt前體溶液中並真空乾燥納米模板，以將Pt前體均勻引入到納米模板中。然後，將蔗糖(0.7g)、硫酸(0.08g)和水(5g)添加到浸漬有Pt的納米模板中，並均勻混合。這裡，硫酸作為催化劑以將碳前體非常長地連接起來，即，使碳前體聚合；水作為介質以使碳前體滲入納米模板中。然後，使所得混合物在100℃和160℃分別反應6小時，並在真空氣氛中於900℃碳化。將納米模板熔化，用稀氟酸水溶液除去，並洗滌，從而得到本發明的納米結構Pt-C複合物(Pt∶C＝32wt％∶68wt％)。
實施例2A.納米模板的製備(SBA-15)重複與實施例1相同的步驟以得到納米模板。
B.使用納米模板製備納米結構的Pt-C複合物除了浸漬以1g納米模板為基準的18wt％Pt之外，重複與實施例1相同的步驟，從而得到本發明的Pt-C複合物(Pt∶C＝24wt％∶76wt％)。
實施例3A.納米模板的製備(SBA-15)重複與實施例1相同的步驟以得到納米模板。
B.使用納米模板製備納米結構的Pt-C複合物除了浸漬以1g納米模板為基準的6wt％Pt之外，重複與實施例1相同的步驟，從而得到本發明的納米結構Pt-C複合物(Pt∶C＝12wt％∶88wt％)。
實施例4A.納米模板的製備(SBA-15)重複與實施例1相同的步驟以得到納米模板。
B.使用納米模板製備納米結構的Pt-C複合物除了浸漬以1g納米模板為基準的3wt％Pt之外，重複與實施例1相同的步驟，從而得到本發明的納米結構Pt-C複合物(Pt∶C＝6wt％∶94wt％)。
實施例5A.納米模板的製備(SBA-15)重複與實施例1相同的步驟以得到納米模板。
B.使用納米模板製備納米結構的Pt-Ru-C複合物在將從製備方法A得到的納米模板(SBA-15)於300℃煅燒後，將Pt前體溶液和Ru前體溶液添加到納米模板中，從而浸漬以1g納米模板為基準的18wt％Pt和Ru。用真空乾燥器將所得混合物脫水，以在納米模板中浸漬Pt。這裡，(NH3)4Pt(NO3)2用作Pt前體，(NH3)6RuC13用作Ru前體，且Ru∶Pt的原子比是1∶4.3。然後，將蔗糖(2.5g)、硫酸(0.28g)和水(10g)添加到納米模板中，並均勻混合。接著，使所得混合物在100℃和160℃分別反應6小時，並在真空氣氛中在900℃碳化。將納米模板熔化並用稀氟酸水溶液除去，洗滌納米模板，從而得到本發明的納米結構Pt-Ru-碳複合物(Pt-Ru∶C＝24wt％∶76wt％)。
實施例6～75A.納米模板的製備(SBA-15)重複與實施例1相同的步驟以得到納米模板。
B.使用納米模板製備納米結構金屬-碳複合物除了改變金屬的種類、含量和原子比之外，重複與實施例5相同的步驟，從而得到本發明的金屬-碳複合物。表1顯示了實施例6～75中所用金屬的種類、含量和原子比。
表1
進行下列分析實驗，以確定在上面實施例中用納米模板製備的納米結構金屬-碳複合物的結構。
實驗例1.結構分析為分析從上面實施例中得到的納米結構金屬-碳複合物的結構，使用電子透射顯微鏡(縮寫為「TEM」)、X射線衍射儀(縮寫為「XRD」)、孔分析儀、廣延X射線吸收精細結構(縮寫為「EXAFS」)。
圖1是從實施例2得到的納米結構鉑-碳複合物的TEM觀察結果。如圖1所示，觀察到本發明公開的納米結構金屬-碳複合物具有3維結構。
圖2是從實施例2得到的納米結構鉑-碳複合物的XRD分析結果。因為公開的納米結構金屬-碳複合物的XRD分析結果與SBA-15的XRD分析結果相同，所以觀察到所公開的複合物具有製作為納米模板形狀的復型。該實驗結果證明納米結構的鉑-碳複合物具有3維結構。
圖3是從實施例2得到的納米結構鉑-碳複合物的孔結構分析結果。圖3顯示了公開的複合物具有許多由中孔和不大於1納米的微孔組成的細孔。作為等溫吸附的計算結果，觀察到BET表面積為近似1700m2/g。
圖4是從實施例2得到的納米結構鉑-碳複合物和常規鉑-碳複合物的EXAFS分析結果。曲線(A)和(D)顯示了本發明公開的鉑-碳複合物的分析結果，曲線(B)和(C)顯示了常規複合物的分析結果。
更具體地，圖4的曲線(A)顯示了從實施例2得到的鉑-碳複合物的分析結果；曲線(D)顯示了從實施例2得到的鉑-碳複合物的分析結果，將該複合物隨後用混合溴的溶液(Microporous and Mesoporous Mat.31，23-31(1999))處理，從而使鉑只存在於不大於1納米的微孔中。
此外，曲線(B)顯示了使用鉑-碳複合物的分析結果，該複合物用如下方法得到將市售Vulcan碳分散於稀H2PtCl6溶液中，用蒸發乾燥器使所得混合物脫水，然後在氫氣氣氛中於310℃還原所得混合物。雖然曲線(C)和曲線(B)的步驟相同，但是曲線(C)顯示了使用中孔碳的鉑-碳複合物的分析結果，該中孔碳不是通過碳化Vulcan碳得到的，而是通過僅碳化在納米模板中的碳前體得到的(J.Am.Chem.Soc.122，10712-10713(2000))。
表2顯示了由圖4的EXAFS分析結果得到的圖表模擬結果。
表2EXAFS的圖表模擬結果
如表2所示，可在本發明的納米結構Pt-C複合物中確定Pt-C的鍵數和鍵長[對應於圖4分析結果的曲線(A)和曲線(D)]，但不能在常規Pt/C複合物中確定Pt-C的鍵數和鍵長[對應於圖4分析結果的曲線(B)和曲線(C)]。
從上面的結果可清楚知道，在常規複合物中金屬和碳只是簡單地混合在一起，但是在本發明公開的納米結構Pt-C複合物中金屬和碳不是簡單地混合在一起，而是碳和不大於1納米的鉑進行化學鍵合。另外，可準確得知所公開的複合物即使在不大於1納米的精細微孔中也有新型的化學鍵結構。因此，金屬和碳的穩定化學鍵代表所公開的納米結構Pt-C複合物的新型特有結構。
從上述分析結果可知，本發明公開的納米結構Pt-C複合物具有納米尺寸的3維結構，在細孔中不大於1納米的Pt規則地且2維或3維地與碳進行化學鍵合，並且Pt是多分散的。
進行確證電化學和電極-電解質接合體性能的實驗，以確定從實施例1到實施例75得到的納米結構鉑-碳複合物燃料電池的催化劑活性。
實驗例2.半電池實驗在將從實施例3得到的作為電極催化劑的納米結構Pt-C複合物(4mg)與作為粘合劑的5％Nafion溶液(80μL)在水(4mL)中均勻分散後，將分散溶液(60μL)滴到碳襯底上。之後，在80℃烘箱中加熱所得襯底，以製備塗布電極催化劑的電極。測量電流密度，得到在不同種類電解質中相對於參考電極(Ag/AgCl)的不同電勢差。
圖5顯示了，根據甲醇濃度的不同，從實施例3得到的納米結構鉑-碳複合物的氧氣還原反應的半電池實驗結果。圖中實線(—)代表在1M HClO4電解質中不包括甲醇的情況，虛線(---)和點線(……)分別代表在電解質中包括0.5M甲醇和2M甲醇的情況。
同時，對從實施例1～2和實施例4～75得到的金屬-碳複合物、以及從實施例3得到的金屬-碳複合物重複上述半電池實驗。因此，表1顯示了氧氣還原反應活性，即，圖5中X軸的850mV電勢值對應的Y軸值。
比較實驗例1.半電池實驗除了使用市售20wt％Pt/C(Electrochem Co.，Ltd)來代替公開的Pt-C複合物之外，重複與實施例2相同的步驟。
圖6顯示了，根據甲醇濃度的不同，從上述步驟得到的市售鉑-碳複合物的氧氣還原反應的半電池實驗結果。圖中實線(—)代表在1MHClO4電解質中不包括甲醇的情況，虛線(---)和點線(……)分別代表在電解質中包括0.5M甲醇和2M甲醇的情況。
如圖5和圖6的半電池實驗結果所示，可理解本發明公開的Pt-C複合物具有獨特性，例如優良的氧氣電還原反應和對甲醇的低活性。
實驗例3.電極-電解質接合體的性能實驗用從實施例2得到的催化劑塗布使用碳紙的氣體擴散層，以製備直接甲醇燃料電池的陰極；用市售PtRu粉末塗布使用碳紙的氣體擴散層，以製備陽極；並製備電解質-電極接合體(組合件)，其具有作為離子交換膜的高氟化離子交換樹脂電解質膜(Nafion 117)。將15％的高氟化離子交換樹脂電解質(Nafion 117)添加到陽極的催化劑塗層，並將7％的高氟化離子交換樹脂電解質(Nafion 117)添加到陰極的催化劑塗層。將中間插入了高氟化離子交換樹脂電解質膜的陽極和陰極在120℃熱處理2分鐘以製備組合件。圖7和圖8顯示了根據所得組合件的溫度而測量的電壓-電流結果。這裡，陽極的條件是5mg PtRu/cm2、2M或4M甲醇2ml/min和0psig，陰極的條件是0.6mg Pt/cm2、氧氣500ml/min和0psig，所用電解質是Nafion 117。
比較實驗例2.電極-電解質接合體的性能實驗除了使用市售20wt％Pt/C(Electrochem Co.，Ltd)來代替公開的Pt-C複合物之外，重複與實施例3相同的步驟。實驗結果顯示於圖7和圖8中。
圖7顯示了當使用2M甲醇作為燃料時，電極-電解質接合體的直接甲醇燃料電池的實驗結果；圖8顯示了當使用4M甲醇作為燃料時，電極-電解質接合體的直接甲醇燃料電池的實驗結果。換言之，圖7和圖8顯示了分別使用2M甲醇和4M甲醇作為陽極燃料，和使用氧氣作為陰極燃料時的電極-電解質接合體的性能曲線。
如圖7和圖8的性能結果所示，可理解使用本發明公開的Pt-C複合物的電極-電解質接合體具有優良的性能，並具有在所有反應溫度下，特別是在高溫下的高開路電壓。
工業應用性如上所述，本發明的納米結構金屬-碳複合物及其製備方法使得金屬-碳複合物的製備方法比常規的製備金屬-碳複合物的方法更簡單和更經濟，且提高了燃料電池的性能。因此，本發明的複合物和方法應用於燃料電池，用作為清潔能源的氫氣和烴產生電；由於化石燃料的使用而造成能源資源的耗盡和汙染，關於該問題正進行廣泛的研究，本發明因而為該問題提供了出色的解決方案。
此外，本發明的納米結構金屬-碳複合物及其製備方法更經濟，因為該複合物可通過在納米模板中既浸漬金屬前體又浸漬碳前體來製備，無需另外更換設備。
權利要求
1.一種用於燃料電池電極催化劑的納米結構金屬-碳複合物，其特徵在於，金屬通過與碳形成的化學鍵浸漬於中孔碳內。
2.如權利要求1所述的納米結構金屬-碳複合物，其中金屬以不大於1納米的間距規則地且2維或3維地多分散於中孔碳內。
3.如權利要求1所述的納米結構金屬-碳複合物，其中金屬選自Pt、Ru、Cu、Ni、Mn、Co、W、Fe、Ir、Rh、Ag、Au、Os、Cr、Mo、V、Pd、Ti、Zr、Zn、B、Al、Ga、Sn、Pb、Sb、Se、Te、Cs、Rb、Mg、Sr、Ce、Pr、Nd、Sm、Re和它們的混合物。
4.如權利要求1所述的納米結構金屬-碳複合物，其中以金屬-碳複合物的總重為基準，金屬的含量範圍為1wt％至95wt％，碳的含量範圍為5wt％至99wt％。
5.如權利要求4所述的納米結構金屬-碳複合物，其中以金屬-碳複合物的總重為基準，金屬的含量範圍為4wt％至36wt％，碳的含量範圍為64wt％至96wt％。
6.如權利要求1至3中任一項所述的納米結構金屬-碳複合物，其中金屬是純Pt。
7.如權利要求1至3中任一項所述的納米結構金屬-碳複合物，其中金屬是第一金屬與第二金屬的合金或混合物，且第一金屬是鉑。
8.如權利要求7所述的納米結構金屬-碳複合物，其中第二金屬選自Ru、Cu、Ni、Mn、Co、W、Fe、Ir、Rh、Ag、Au、Os、Cr、Mo、V、Pd、Ti、Zr、Zn、B、Al、Ga、Sn、Pb、Sb、Se、Te、Cs、Rb、Mg、Sr、Ce、Pr、Nd、Sm、Re、和它們的混合物或合金。
9.如權利要求7所述的納米結構金屬-碳複合物，其中第二金屬第一金屬的原子比為4∶96～75∶25。
10.燃料電池，其特徵在於，採用被權利要求1所述的催化劑塗布的電極作為陰極。
11.如權利要求10所述的燃料電池，其中該燃料電池使用氫氣或烴作為燃料。
12.如權利要求10所述的燃料電池，其中該燃料電池是直接甲醇燃料電池。
13.如權利要求10所述的燃料電池，其中，陰極包括襯底，該襯底是使用碳紙的氣體擴散層，並且該陰極包括權利要求1所述的催化劑作為電極催化劑；陽極包括襯底，該襯底是使用碳紙的氣體擴散層，並且該陽極包括主要元素為鉑的合金催化劑作為電極催化劑；以及離子交換膜是陽離子導電電解質。
14.一種製備用於燃料電池電極催化劑的納米結構金屬-碳複合物的方法，包括如下步驟(a)製備納米模板；(b)將納米模板添加到金屬前體溶液中，以在納米模板中浸漬金屬，並使納米模板脫水；(c)將用金屬浸漬的納米模板添加到碳前體溶液中，並使它們均勻混合；(d)使所得混合物在高溫下反應；(e)將所得反應混合物碳化；和(f)從所得碳化混合物中除去納米模板。
15.如權利要求14所述的方法，其中納米模板選自二氧化矽、氧化鋁、或它們的混合物。
16.如權利要求15所述的方法，其中納米模板是二氧化矽類。
17.如權利要求14所述的方法，其中步驟(d)在60℃至350℃的溫度範圍內進行，步驟(e)在800℃至1000℃的溫度範圍內進行.
18.如權利要求14所述的方法，其中碳前體選自糠醇、葡萄糖和蔗糖。
19.如權利要求18所述的方法，其中碳前體是蔗糖。
20.如權利要求14所述的方法，其中碳前體選自含苯環的醇化合物、含烯基的極性化合物和α烯烴化合物。
21.如權利要求20所述的方法，其中碳前體選自苯酚、丙烯腈和丙烯。
22.一種用於燃料電池電極催化劑的納米結構金屬-碳複合物，該金屬-碳複合物通過權利要求14所述的方法製得。
全文摘要
本發明涉及納米結構的金屬－碳複合物及其應用，更具體地，本發明涉及納米結構的金屬－碳複合物，該複合物是通過在納米模板中連續浸漬過渡金屬前體和碳前體，並在高溫下使這些前體反應而得到的。在本發明的金屬－碳複合物中，金屬以小於1納米的間距有序地多分散於中孔碳內，並且金屬與碳化學結合。因此，該金屬－碳複合物可用於燃料電池的電催化劑。
文檔編號H01M4/90GK1802762SQ0382679
公開日2006年7月12日 申請日期2003年7月16日 優先權日2003年7月16日
發明者金姬廷, 禹誠一 申請人:景垣實業株式會社, 韓國科學技術院